计算机组装与维修教程-第2章中央处理器.ppt

《计算机组装与维修教程-第2章中央处理器.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机组装与维修教程-第2章中央处理器.ppt（46页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、计 算 机 组 装 与 维 护教程,江西省电子信息技师学院计算机江水林,第2章 中央处理器 CPU是计算机系统的核心，由运算器和控制器组成。CPU的内部结构分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分，这3个部分相互协调，便可以进行分析、判断、运算，并控制计算机各部分协调工作。计算机的一切工作都受CPU控制。其中运算器主要完成各种算术运算(如加、减、乘、除)和逻辑运算(如逻辑加、逻辑乘和逻辑非运算)；而控制器不具有运算功能，它只是读取各种指令，并对指令进行分析，作出相应的控制。通常，在CPU中还有若干个寄存器，它们可直接参与运算并存放运算的中间结果。因为CPU是决定一台微机性能的核心部件，人们常以

2、它来判定微机的档次，例如装有Pentium 4 CPU的微机称之为Pentium 4机型，装有Athlon XP CPU的微机称之为Athlon XP机型。,21 微处理器的发展历程 1971年Intel公司成功地把传统的运算器和控制器集成在一块大规模集成电路芯片上，发布了第一款4位微处理器芯片4004，含有2300个晶体管，时钟频率为1MHz，包括寄存器、累加器、算术逻辑部件、控制部件、时钟发生器及内部总线等。1第1代微处理器 1978和1979年，Intel公司先后推出了8086和8088芯片，它们都是16位微处理器，内含29000个晶体管，时钟频率为4.77MHz，地址总线为20位，可使

3、用1MB内存。它们的内部数据总线都是16位，外部数据总线8086是16位，8088是8位。1981年，8088芯片首次用于IBM PC机中，开创了全新的微机时代。,同一时期诞生的微处理器还有摩托罗拉的68000，带有16个32位的寄存器，因而本质上应算作32位的处理器，也只采用了16位的外部数据总线和24位的外部地址总线的设计来精简芯片的引脚数。摩托罗拉生产的CPU主要用在苹果型微机中。2第2代微处理器 1982年，Intel推出了80286芯片，该芯片含有13.4万个晶体管，时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其内部和外部数据总线皆为16位，地址总线24位，可寻址16MB内存。80

4、286有两种工作方式：实模式和保护模式。摩托罗拉在此期间开发出了68020CPU，这是68000系列中真正的32位处理器，具有32位地址总线和32位的数据总线，可寻址4GB内存。,3第3代微处理器 1985年Intel推出了80386芯片，它是80 x86系列中的第一种32位微处理器，内含27.5万个晶体管，时钟频率为12.5MHz，后提高到20MHz、25MHz、33MHz、40MHz。其内部和外部数据总线都是32位，地址总线也是32位，可寻址4GB内存。它除具有实模式和保护模式外，还增加了一种叫虚拟86的工作方式，可以通过同时模拟多个8086处理器来提供多任务能力。除了标准的80386芯片

5、(称为80386DX)外，出于不同的市场和应用考虑，Intel又陆续推出了一些其他类型的80386芯片：80386SX、80386SL、80386DL等。除Intel公司生产386芯片外，还有AMD、Cyrix、IBM、Ti等公司也生产386芯片，如摩托罗拉在此期间开发了68030 CPU。,4第4代微处理器 1989年Intel推出了80486芯片，为32位微处理器，集成了120万个晶体管，其时钟频率从25MHz逐步提高到33MHz、50MHz。80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内，并且在80 x86系列中首次采用了RISC技术，可以在一个

6、时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线方式，大大提高了与内存的数据交换速度。由于这些改进，80486的性能比带有80387数学协处理器的80386DX提高了4倍。80486也陆续出现了几种类型，上面介绍的最初类型是80486DX。1990年推出了80486SX，它是486类型中的一种低价格类型，其与80486DX的区别在于它没有数学协处理器。其他公司也推出了486CPU，如图2-4所示。,5第5代微处理器 Intel公司于1993年又推出了80586，为32位微处理器，其正式名称为Pentium(奔腾)。Pentium含有310万个晶体管，时钟频率最初为60MHz和66MHz，后提高到20

7、0MHz。66MHz的Pentium微处理器的性能比33MHz的80486 DX提高了3倍多，而100MHz的Pentium则比33MHz的80486 DX快6到8倍。从这时的Pentium处理器开始采用了现在一直使用的“外频 X 倍频=CPU工作频率”设置。Pentium CPU的外观，如图2-5所示。与Pentium属于同一级别的CPU还有AMD K5、Cyrix 6x86，如图2-6、图2-7所示。摩托罗拉在此期间开发出了PowerPC 601 CPU。,6第6代微处理器 1995年11月Intel公司推出了新一代32位微处理器Pentium Pro，即P6，如图2-8所示。Pentiu

8、m Pro是第一款属于第六代的微处理器。Pentium Pro含有550万个晶体管，时钟频率为133MHz，处理速度几乎是100 MHz的Pentium的2倍。在此款CPU中Intel首次将二级缓存整合到CPU上，并且此二级缓存与处理器的内核捆绑在一起，使它的工作频率与CPU时钟频率同步。此款处理器采用了两种制造工艺，分别是0.25m和0.35m。此款CPU的时钟频率为150-200MHz，系统总线为60/66MHz，而且采用Socket 8架构的产品，它支持所有以前的Pentium指令(不包括MMX)，此款CPU还是第一次使用独立双总线的结构。,1997年，在Pentium(P54C)和Pe

9、ntium Pro的基础上又有了新的发展，一块奔腾Pentium(P54C)，加上57条多媒体指令，构成了多功能Pentium MMX(P55C)。P55C相对于P54C在以下几方面做了改进：支持称为MMX多媒体扩展的新指令集，有57条新指令，用于高效地处理图形、视频、音频数据；内部Cache从16KB增加到32KB；优化了CPU的执行核心。与Pentium MMX属于同一级别的CPU有AMD K6、Cyrix 6x86 MX、Cyrix Media GX。为了弥补Pentium Pro芯片的某些缺陷，Intel在Pentium Pro基础上开发了两个变体：K1amath(即Pentium)和

10、Deschutes来补充完善它。Pentium使用MMX和AGP技术，其系统总线速度达到66MHz，一级Cache含16KB指令Cache和16KB数据Cache，二级Cache为512KB，采用了0.35m的制造工艺，CPU工作电压为2.8V；而Deschueses是Pentium 的一个0.25m版本，具有更低的电源电压，适用于便携机。自从推出Pentium后，Intel便放弃了Socket7市场转而力推Slot 1架构。Slot 1架构的PentiumCPU,1998年4月Intel推出了第一块Celeron(赛扬)处理器。赛扬的发展经历了多个阶段：第一阶段是代号为“Covington”

11、的赛扬266和300，采用0.25m制造工艺，Slot 1架构，没有片内L2缓存，所以它的整数运算能力很差，如图2-14所示；第二阶段的赛扬代号为“Mendocino”，采用0.25m制造工艺，Slot 1架构，它与Covington最大的不同便是增加了整合在CPU内部的128K L2缓存，并与CPU相同频率工作，有300MHz和333MHz两种频率规格；第三阶段的赛扬如图2-15所示，为降低成本和价格，Intel推出了Socket 370接口赛扬333和366，与Slot 1接口的赛扬相比，这种Socket 370接口的赛扬只是改变了接口方式并提高了主频(但还是运行在66MHz的外频上)，其

12、他没有任何变化。赛扬系列的核心工作电压为2.0V。同期，AMD和Cyrix分别推出了K6-2和Cyrix MII。,Intel公司在Slot l架构加上Pentium处理器取得高端PC系统的成功后，1999年2月推出了Pentium 处理器，它继续采用Slot 1的架构，0.25m制造工艺，集成以CPU时钟半速运行的512KB的二级缓存。Pentium 在以往MMX指令的基础上增加了70条多媒体指令的SSE技术，其中包含提高3D图形运算效率的50条SIMD浮点运算指令、12条MMX整数运算增强指令、8条优化内存中连续数据块传输指令。代号为“Coppermine”的Pentium 处理器,采用了

13、0.18m制造工艺,核心硅片上集成了2810万个以上的晶体管，速度为500MHz以上。在微处理器的市场中，虽然Intel公司以其绝对的优势、生产能力和设计成为工业界领袖，但是许多具有实力的公司也正跻身微处理器市场，向Intel发出了强有力的挑战，像AMD的Athlon(K7)处理器的性能已超过了Pentium。,Athlon又叫K7，此款产品相对于AMD以前的产品可算是革命性的进步，它不是直接照抄Intel的架构，而是创造了一种属于自己的PC平台。Athlon拥有2180万个晶体管，包含3Dnow!和MMX指令集，使用0.25m和0.18m制造工艺，一级缓存大小为128KB(其中64KB用于指

14、令，另64KB用于数据)，二级缓存为512KB，其速度为处理器时钟频率的一半。Athlon芯片在体系结构上最重要的特点是采用了Digita1 Alpha CPU的EV6总线技术，前端总线速度为200MHz，进一步将达到400MHz或者更高，理论上允许主板支持2个处理器。同时此处理器采用Slot A架构，AMD将此新型处理器命名为Athlon，时钟频率在500-850MHz之间，2000年3月AMD领先于Intel率先推出了1GHz的Athlon微处理器。摩托罗拉开发出了PowerPC G3/G4，用于苹果型微机.,7第7代微处理器 Intel和AMD都将分别发布64位微处理器产品，将标志着微处

15、理器进入64位时代。Intel推出的第一代64位处理器采用IA-64架构，代号为Itanium，以取代使用了20多年的IA-32 x86指令集架构。但是，Intel的IA-64将不提供对IA-32应用的向后兼容，即不能运行现有的32位软件。AMD下一代的处理器代号为K8 Hammer。K8 Hammer处理器分为C1awHammer、SledgeHammer两大系列，其中前者是针对桌面及工作站的主流产品，而后者则是面向服务器用高端处理器，均采用64位架构，并采用了X86-64指令，向下兼容32位指令集，也就是说可以运行现在所有的32位软件。,22 CPU的分类 CPU有多种分类方法。1按生产C

16、PU的厂家来分 按生产CPU的厂家来分，CPU可分为：Intel CPU、AMD CPU、VIA CPU等。2按CPU的档次分 按CPU的档次来分，CPU可分为Athlon XP、Pentium 4、Athlon、Pentium、Celeron、Duron等。3按CPU的接口分 按CPU的接口来分，CPU可分为：Socket 7、Slot 1、Socket 478、Socket 370、Socket A(462)等。例如，Pentium 有Slot 1和Socket 370两种接口，Pentium 4有Socket 423和Socket 478两种接口。,4按照标称频率分 同一型号CPU按照其

17、标称频率又可分为不同档次，如Pentium 4有1.5GHz、1.6GHz、1.8GHz、2.0GHz、2.4GHz、2.6GHz、2.8GHz、3.0GHz、3.2GHz、3.4GHz等，Athlon XP l500+、1600+、1800+、1900+、2000+、2200+、2400+、2600+、2700+、2800+等。5按制造内芯技术分 同一CPU名称，按其制造内芯技术的不同，又分为多个档次，如Pentium 4有Willamette核心、Tualatin核心、NorthWood核心。Athlon有Thunderbird核心、Palomino核心、Thoroughbred核心等。,

18、2.3 主流CPU介绍 现在主要的CPU生产厂商有Intel、AMD和VIA等。下面按CPU的生产厂商分类，介绍市场上主流CPU的常见型号及其性能。2.3.1 Intel系列CPU 1Pentium Pentium（奔腾3）曾是Intel的主流产品，早期的Pentium 采用Slot 1接口，现在都已改为Socket 370接口。Pentium 拥有64KB一级缓存L1 Cache，256KB全速ATC(Advanced Transfer Cache，高级转移缓存)二级缓存L2 Cache，133MHz外频，SSE和MMX SIMD指令集。新Pentium 有两种核心，一种是Coppermin

19、e（铜矿），外频速率是133MHz，内置于CPU中的全速L2 Cache与CPU核心之间通过256位数据连接，采用0.18m的工艺技术生产，使其在速度和发热量上都较上一代产品(采用Katmai核心的Pentium，Slot l接口)有较大的改善。,而另一种较新的核心是Tualatin，Tualatin在Coppermine的基础上作了进一步的改良：生产工艺从0.18m缩减为0.13m；采用4倍字长高速缓存总线。这有利于进一步降低其发热量和大幅度提高缓存的数据吞吐量。这样就使采用Tualatin核心的Pentium 很轻易地将时钟频率提升至1GHz以上。Pentium 采用FC-PGA封装，So

20、cket 370接口，时钟频率有667MHz、733MHz、800MHz、933MHz、1GHz等。2Celeron Celeron(赛扬)是Intel定位在低端市场的入门级产品。现在市场上销售的大部分是Celeron CPU。其实Celeron不过是比采用Coppermine核心的Pentium III少了一半的L2 Cache并且降低了外频(分别有较旧的66MHz和较新型号的100MHz)的简化版而已。拥有32KB一级缓存、128KB全速二级缓存，Coppermine内核（与Pentium 相同)，SSE/MMX SIMD指令集。Pentium III一样，同样采用0.18m的生产工艺，采

21、用全速ATC L2 Cache技术，1.50V的核心电压。,因此，Celeron在应付简单的文字处理、上网娱乐上已是绰绰有余，而且因为游戏对CPU的Cache依赖性不是很大，几乎完全没有影响它在游戏方面的性能。Celeron以其低廉的价格和优异的性能赢得了广大用户的肯定，为Intel攻占低端市场立下汗马功劳。Celeron采用FC-PGA封装，Solket 370接口，时钟频率有600MHz、800MHz等，其外观如图2-22所示。Intel的CeleronII-T，采用Tualatin内核，0.13m制造工艺，集成了256KB二级缓存L2 Cache，FC-PGA2封装，100MHzFSB，

22、Socket 370接口，核心电压为1.5V、耗能34.8W工艺，集成了256KB二级缓存L2Cache，FC-PGA2封,主频从1.2GHz起步，如图2-23所示。,3Pentium 4 Pentium 4是Intel推出的CPU新产品，目前已取代Pentium III的地位。Pentium 4以其全新的 NetBurst架构带来性能上的又一飞跃。Pentium 4拥有256全速ATC L2 Cache，8KB一级追踪缓存，SSE2指令集。采用了超长的流水线使处理器可以轻易地跑到很高的时钟速度，其FSB（前端总线）是Quad-pumped（四泵式），意味着数据是以4倍时钟速度来传输的，总线的

23、真正频率依然是100MHz，而实际提供的速度相当于一个400MHz的总线。Pentium 4有两种规格，较早采用PGA 423封装的Socket 423接口和最新PGA 478封装的Socket 478接口，如图2-24所示。Socket 423接口不过是Intel为推广Pentium 4但又受阻于技术而生产的过渡性产品，而后者则是Intel为进一步普及Pentium 4以及生产技术成熟后的稳定型产品，现在的Pentium 4处理器都是Socket 478形式。,Socket 423 Pentium 4采用0.18工艺技术，内核还是采用Willemette，8KB Ll Cache，256KB

24、 L2 Cache，工作电压为1.7V，主频速度有1.7GHz、1.8GHz、1.9GHz、，最大极限速度只能达到2GHz。要想突破最大极限速度，就得采用0.13m工艺，于是Intel便把0.13m工艺的Wi1lamette命名为Northwood，以示区别，而且Northwood也改为PGA478封装，设计并且拥有完整的热量转移装置，比Willamette多出了55根引脚，工作电压为1.5V。Socket 478 Pentium 4Northwood有1.5/1.61.7/1.8/1.9/2.0/2.2/2.3/2.4/2.6/2.8/3.0GHz等多种速度。4.Pentium 4 Cele

25、ron Pentium 4 Celeron采用Wi11amlette核心，目前时钟频率为2.7GHz，该处理器采用0.13m制造工艺，Socket 478接口，支持400MHz FSB和SSE2指令集，使用FC-PGA2封装，工作电压1.525V，128KB L2缓存存储器。,2.3.2 AMD系列CPU AMD公司(Advanced Micro Devices，Inc)是仅次于Intel的第二大x86处理器制造商。长期以来AMD的处理器以其高性价比占据了相当一部分市场。1Athlon AMD在1999年7月推出第一款Athlon(K7)处理器，随后领先于Pentium 率先将CPU主频提升到

26、1GHz，竞争主频第一。Athlon(速龙、雷鸟)采用462针的Socket A架构，如图2-26所示。0.18m制作工艺，ThunderBird(雷鸟)核心，工作电压165V。L1 Cache为128KB，L2 Cache为256KB，总容量比Intel的Pentium 处理器大4倍。时钟频率为700MHz-1.4GHz，前端总线FSB速度为200MHz/266MHz，提供比Intel系统总线高百分之五十的峰值带宽，内建MMX和增强型3Dnow!技术。AMD推出Athlon处理器以来，打破了Intel长期以来在处理器市场的垄断地位，Athlon在性能上超过了Pentium，其后推出的Duro

27、n、ThunderBird不仅性能出色而且价格更是远远低于Intel的同类产品，几乎占据了半壁江山。,2Duron Duron(钻龙、毒龙)是AMD推出的低端处理器产品，如图2-27所示。最初的Duron采用Spitfire核心，是ThunderBird核心Athhn的简化版，它们的差异仅在于二级高速缓存和核心电压，时钟频率为600-950MHz。Duron采用Socket A结构，0.18m的制造工艺，工作电压1.5V，支持MMX和增强型3DNow!指令集，使用200MHz外部总线，具有更大的一级缓存128KB，较小的全速二级缓存64KB，独立的二级缓存并没有使它的性能降低，同时容量较大的一

28、级缓存能够很好的补偿容量较小的二级缓存的不足。Duron可以采用PC100和PC133内存条，并且支持DDR内存规范。即便使用一般的PC100内存条，Duron的内存带宽也比Celeron高50，如果采用PC133将会增加100的内存带宽，而且Duron具有较快的总线速率和较高的3D性能，比同频的赛扬要快25，另外Duron超频能力也出色，例如通过破解倍频的简易方式，就可以把Duron轻松超频到1GHz以上。,新Duron采用Morgan核心，时钟频率为1.2GHz以上。AMD还将发布Morgan的继承者Appaloosa，这是Thoroughbred的Duron版本，采用0.13m制造工艺。

29、作为一款低端产品，Duron与同频率Athlon的性能差异不大，使得Celeron在它面前显得软弱无力。如果想获得较高性能价格比，Duron是很好的选择。3Athlon XP 为了争夺高端处理器市场，AMD推出了新一代处理器Athlon XP，以全面对抗Pentium 4。Athlon具有目前最强大的浮点单元设计和优秀的整数计算单元，相比之下Pentium 4无论是价格还是性能上都没有优势可言。广泛测试显示，Pentium 4需要多付出300-400MHz的工作频率才可以获得与Athlon相当的性能。对于普通的微机使用者来说，现在已经不能简单地用处理器的频率来衡量微机性能的高低了，因此说：高频

30、率不再意味着高性能!”，用主频衡量微机性能高低的观念需要改变了。,所以，Athlon XP引入了全新的命名方式，就是以处理器的效能表现值(PR)来命名，而“XP”则代表“eXtreme Performance”(额外的高性能)。处理器的型号分别命名为1500+、1600+、1700+、1800+、2100+等，时钟频率从1.33-1.73GHz或更高。经测试1900+的性能表现不仅超过Pentium 4 1.9GHz，且超过Pentium 4 2.0GHz。因此，Athlon XP顺利取代Athlon成为新一代主流产品。Athlon XP采用Palomino核心，0.18m的制造工艺，采用Qu

31、antiSpeed加速架构，1.75V工作电压，266MHz高级前端总线，支持3DNow和SSE指令集，L1 Cache l28KB、L2 Cache256KB，Socket A接口，采用低功耗设计，核心内置温度探头。AMD采用0.13m工艺生产的代号为Thoroughbred的Athlon XP，进一步提高了处理器的性能，降低了功耗，缩小了核心硅片的体积，从而得到更高的运行频率。,2.3.3 VIA系列CPU 1Cyrix 威盛推出采用Joshua核心的Cyrix 后，又推出了采用Samual核心的Cyrix，如图2-29所示。Samuel内部集成有128KB的L1 Cache，其中64KB

32、用于数据缓存，另外64KB用于指令缓存。与其他的处理器不同，它没有集成L2 Cache，这是威盛为降低成本，减少CPU发热量采取的措施，但这对Cyrix 的性能有很大影响。Cyrix 为Intel的架构，支持3DNow!和MMX多媒体扩展指令，采用0.18m制造技术，Socket 370架构，内核电压为1.8V，支持100MHz、133MHz的外频，并且其外频还可以提升到150MHz，由此可见，与Celeom的66/100MHz外频相比，Samuel具有明显的优势，超频性能较好，处理器的发热量也不是很高。其功率最高仅有10W，是现在处理器中功率最小的，明显低于Celeron 的18W以及Dur

33、on的41W。由于Samuel功率如此小，因此工作时的发热量很小，在运行时甚至可以不加风扇，仅需要一块散热片就足够了，这就意味着Samuel用在要求发热量很小的笔记本电脑上是很有竞争力的。,2VIA C3 威盛收购Cyrix后，陆续推出了Joshua和Samuel两款CPU，不过在产品的名称上，则是持续延用Cyrix既有的品牌知名度，以VIA Cyrix作为威盛CPU的品牌名称。威盛决定从Samuel 2处理器开始，将CPU产品品牌名称定名为C系列，而Samuel 2也将由VIA Cyrix 改为C3。VIA C3采用Ezra(Samual 2)核心、Socket 370的架构、133MHz前

34、端总线。C3拥有128KB的L1 Cache和64KB的全速L2 Cache，同时对MMX和3DNow!指令集提供支持。由于采用0.15m制造工艺，功率更低，降到了4W，这样低功耗的处理器，将在笔记本电脑、PDA处理器市场大有作为。C3有800MHz、866MHz等版本。,第三款基于Ezra核心的C3处理器采用最先进的0.13m工艺制造，133MHz，7倍频，芯片内建128KB一级缓存及64KB二级缓存，并支持MMX、3DNow!多媒体指令集，完全兼容Socket 370架构，可搭配Intel 815系列及VIA的多款芯片组。主频可达933MHz和1GHz以上，它是目前市场上平均功耗最低的处理

35、器之一，如图2-30所示。3VIA C4 C4采用C5X核心，工程代号为Ezra，配备有256KB L2 Cache及SSE多媒体指令集。C4采用全新的设计，除了拥有128KB的L1 cache和基于P6总线之外，C4和C3的相似之处实在很少。C4使用0.15m的制造工艺，频率可达到1.2GHz以上。,24 CPU的接口标准 目前主流CPU从封装形式来看主要分为两大类：一种是针脚式的Socket类型，另一种是插卡式的Slot类型。其中插卡式的S1ot已经退出市场。2.4.1 Socket插座 PC机从386时代开始普遍使用Socket插座来安装CPU，从Socket 4、Socket 5、So

36、cket 7到现在的Socket 370、Socket A、Socket 478。1Socket 7插座 Socket 7是方形多针脚ZIP(Zero lnsert Force零插拔力插座)插座，有296根针孔，插座上有一根拉杆，在安装和更换CPU时只要将拉杆向上拉出，就可以轻易地插进或取出CPU芯片，如图2-31所示。Socket 7插座不但可以安装Intel公司的Pentium、Pentium MMX，还能安装AMD公司的K5、K6和K6-2；Cyrix公司的6x86、6x86MX、M；IDT公司的W1nip C6等，适用范围非常广。Socket 7 CPU插座如图2-32所示。,2Sup

37、er 7插座 自Intel宣布不再进行基于Socket 7的CPU开发后，这一领域的其他开发商和芯片组、主板生产厂商随即团结起来，推出了Super 7体系架构，以最大限度地挖掘此体系架构的潜力。Super 7标准是在Socket 7基础上发展起来的，应该是Socket 7系列的升级版本。Super 7兼容Socket 7所支持的所有CPU，主要与AMD的K6-2、K6-配合，构成价廉物美的高性价比PC。K6-2仍然采用Socket 7插座式封装，除支持100MHz的外频，K6-也运行在Super7架构的主板上。3Socket 370插座 Intel的Socket 370支持Celeron、co

38、ppermine核心的Pentium、Cyrix 和VIA C3。Socket 370 CPU插座如图2-33所示。4Socket A插座 AMD的Socket A(Socket-462)是为Socket A架构的Athlon处理器而设计的标准。AMD的Athlon、Duron和Athlon XP处理器都采用相同的Socket A接口。Socket A CPU接口见图2-34所示。,5Socket 478插座 Intel的Socket 478 CPU接口支持PGA478封装的Pentium 4 CPU。Socket 478 CPU插座如图2-35所示。2.4.2 Slot插槽1Slot 1插槽

39、 Slot l接口方式是由Intel提出的，它是一个狭长的242引脚的插槽，如图2-36所示，可以支持采用SEC(单边接触)封装技术的Pentium、Pentium 和Celeron处理器，除了接口方式不同外，Slot l所支持的特性与Super 7系统没有什么太大的差别。2Slot A插槽 AMD K7所用的Solt接口称为Solt A，从外表上看，Slot A接口与Intel的Slot 1接口完全相同，但两者在电气性能上完全不兼容，为K7所设计的芯片组或主板将不能使用Intel的CPU。AMD按照这种设计，生产厂家仍然可以从现有市场上得到所有所需的原材料部件。,2.5 CPU的主要性能指标

40、及CPU的选购2.5.1 CPU的主要性能指标 CPU是PC机系统的核心，是标志PC机档次的主要依据。CPU主要有下面性能指标和技术参数：1主频 主频又称内频，是CPU内核运行时的时钟频率，即CPU的时钟频率(CPU Clock Speed)，例如：Pentium 4 3.0GHz、Athlon XP 2600+等。主频是CPU性能中最主要的指标。CPU的主频一般标记在CPU芯片上，如图2-37所示。CPU的主频表示在CPU内部数字脉冲信号振荡的速度，主频和实际的运算速度有关，但主频并不直接代表运算速度。主频仅仅是CPU性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能。,2外频与前端总线 外频又称

41、外部时钟频率，是由主板提供的系统总线的工作频率，是CPU与主板之间同步运行的速度。在实际运行过程中的速度不但由CPU的速度决定，而且还受到主板和内存速度的限制。内存和主板的速度大大低于CPU的主频，因此数据一出CPU，都将降到与主板相同的速度。例如，Pentium 的外频是100MHz、Pentium 4的外频是200MHz，Athlon及Athlon XP的外频是133MHz、166MHz。“前端总线”FSB(Front Side Bus)速度指的是数据传输的速度由于目前的各种主板上前端总线频率与内存总线频率相同，所以也是CPU与内存之间交换数据的工作时钟。一个CPU的外频与今天我们常说的F

42、SB频率是相同的(注意，是频率相同)，目前市场上的CPU的外频主要有100MHz、133MHz、166MHz、200MHz等。目前CPU的前端总线速度已达到了800MHz，其实它们的外频仍然是133MHz、166MHz、200MHz等。但是由于采用了特殊的技术，使前端总线能够在一个时钟周期内产成2次甚至4次传输，因此相当于将前端总线频率提升了好几倍。不过从外频与倍频的定义来看，它们的外频并未因此而发生改变。,3倍频 由于外频不断提高，渐渐地提高到其他设备无法承受的速度，因此出现了分频技术(其实这是主板北桥芯片的功能)。分频技术就是通过主板的北桥芯片将CPU外频降低，然后再提供给各插卡、硬盘等设

43、备。早期的66MHz外频时代是PCI设备2分频，AGP设备不分频；后来的100MHz外频时代则是PCI设备3分频，AGP设备23分频(有些100MHz的北桥芯片也支持PCI设备4分频)；目前的北桥芯片一般都支持200MHz外频，即PCI设备6分频，AGP设备3分频。总之，在标准外频(100MHz、133MHz、200MHz)下北桥芯片必须使PCI设备工作在33MHz，AGP设备工作在66MHz。倍频就是CPU的运行频率与整个系统外频运行频率之间的倍数，也就是降低CPU主频的倍数。三者的关系为：CPU的内频(实际运行的频率)=外频X倍频系数。根据上面公式，在倍频系数一定的情况下，要提高CPU的运

44、行速度只能通过提高CPU的外频来实现。如果在外频一定的情况下，提高倍频系数也可以，但是对于锁频的CPU，却不能提高倍频系数。所谓“超频”就是通过提高外频或倍频系数来提高CPU实际运行频率。,4工作电压 工作电压(Supply Voltage)指的是CPU正常工作所需的电压，低电压意味着低功耗，随着CPU制造工艺与主频的提高，近年来各种CPU的工作电压有逐步下降的趋势，以解决发热过高的问题。例如，Athlon XP仅需要1.4V，VIA C3仅需1.3V。5数据总线宽度 数据总线负责整个系统的数据流量的大小，而数据总线宽度则决定了CPU与二级高速缓存、内存以及输入输出设备之间一次数据传输的信息量

45、。Athlon XP、Pentium 4等CPU的数据总线宽度都是64b(位)。6高速缓存(Cache)高速缓存(Cache)是一种速度比主存更快的存储器，其功能是减少CPU因等待低速主存所导致的延迟，以改进系统的性能。Cache在CPU和主存之间起缓冲作用，高速的Cache可以减少CPU等待数据传输的时间。CPU需要访问内存数据时，首先访问速度很快的Cache，当Cache中有CPU所需的数据时，CPU将不用等待直接从Cache中读取。因此Cache技术直接关系到CPU的整体性能。当然Cache并不是越大越好，当CPU的Cache的大小到达一定水平后，如果不及时更新Cache算法，CPU性能

46、将没有本质上的提高。,2.5.2 CPU的选购 1.选购CPU需考虑的因素 要与主板配套（CPU插座、芯片组等）、品牌、鉴别真伪、识别标记、性能和稳定性测试等。2.市场主流产品介绍AMD Athlon XP2700+Socket A/0.13um/L2 256KB/1.65V/主频:2.166GHz；FSB 333MHz；倍频：13X；外频 166MHz；1180元AMD Athlon XP2600+Socket A/0.13um/L2 256KB/1.65V/主频:2.1GHz FSB 333MHz；倍频：12.5X；外频 166MHz860元AMD Athlon XP2500+Socket

47、 A/0.13um/L2 512KB/1.65V/主频:1.83GHz FSB 333MHz；倍频：11X；外频 166MHz；720元AMD Athlon XP2400+Socket A/0.13um/L2 256KB/1.65V/主频:2.0GHz FSB 266MHz；倍频：15X；外频 133MHz；650元AMD Athlon XP2200+Socket A/0.13um/L2 256KB/1.65V/主频:1.8GHz FSB 266MHz；倍频：13.5X；外频 133MHz540元AMD Duron 1600 Socket A 462Pin/0.13um/L2 64KB/1.5

48、V/主频:1.6GHz FSB 266MHz；倍频：12X；外频 133MHz；360元,Intel奔腾4 3.06B Socket478/0.13um/L2 512K/1.55V/FSB 533MHz；倍频:23X；外频:133MHz3400元Intel 奔腾4 3.0C Socket 478/0.13um/L2 512K/1.55VFSB 800MHz；倍频：23X；外频 200MHz；3430元Intel 奔腾4 2.8C Socket 478/0.13um/L2 512K/1.525V FSB 800MHz；倍频：21X；外频 200MHz 2350元Intel 奔腾4 2.53B S

49、ocket 478/0.13um/L2 512K/1.5V FSB 800MHz；倍频：19X；外频 133MHz；1530元Intel 奔腾4 2.4C Socket 478/0.13um/L2 512K/1.5VFSB 800MHz；倍频：12X；外频 200MHz；1440元赛扬4 2.7G(030924发布)Socket 478/0.13um/L2 128K/1.525VFSB 400MHz；倍频：22X；外频 100MHz；103$赛扬4 2.4GSocket 478/0.13um/L2 128K/1.525VFSB 400MHz；倍频：22X；外频 100MHz；680元赛扬4 2

50、.2GSocket 478/0.13um/L2 128K/1.525VFSB 400MHz；倍频：22X；外频 100MHz；600元赛扬4 2.0GSocket 478/0.13um/L2 128K/1.525VFSB 400MHz；倍频：20X；外频 100MHz；520元,2.5.3 CPU常见故障及处理方法1.频率有时自动降低 开机后本来166MHz的CPU变成133MHz了，显示的信息是“Defaults CMOS Setup Loaded”，在重新设置CMOS Setup中的CPU参数后(软跳线主板)，系统正常显示166主频，但不一定哪一天，又会重复上面的过程。方法：更换CMOS电